Набудани саноати батареяи литийӣ: коркарди дубораи батарея

Awdur: Iflowpower - Leverantör av bärbar kraftverk

Рушди мошинҳои нави энергетикӣ ба рушди бузурги саноати батареяи динамикии литий-ион оварда расонд ва истеҳсолот дар байни солҳои 2014 ва 2015 чандин маротиба афзоиш ёфт. Дар соли 2015, сармоягузории саноати батарея тақрибан 1 миллиард юанро ташкил медиҳад. Ин қадар батареяҳо, 5, 6 сол, ба давраи бартарафсозии оммавӣ ворид мешаванд, кӣ дубора коркард мекунад? Саноати коркарди дубора дар куҷост? Мутаассифона, ин ду мушкилот ҳоло ҷавоб надоранд.

Дар соли гузашта рекорди мамлакати мо бо душмани чахон: истехсол ва фуруши машинахои нави энергетики. Дар соли 2015 истеҳсоли мошинҳои нави энергетикӣ дар кишвари ман ба 340,500 расид ва истеҳсоли ҷаҳонӣ танҳо аз 500,000 мошин гузашт. Ҳаҷми фурӯш ба 3 миллиону 311 миллион адад расид, ки истеҳсол ва фурӯши мошинҳои барқии холис ба 254 600 адад ва ба 247 500 адад (боқимонда ворид карда шуданд) расид.

Ҳиссаи бозори мошинҳои нави энергетикӣ аз 1% зиёд аст, новобаста аз он ки мувофиқи ягон стандарт, марҳилаи парвариши бозори дарди мошини нави энергетикӣ ба таърих табдил меёбад, ба марҳилаи маъруфияти миқёси васеъ ворид мешавад. Як соли истеҳсол ва фурӯш аз мукофоти ҳама солҳо зиёд буд, ҳеҷ шакке нест, ки садбарги тарканда меафзояд. Мошини нави энергетики (дар асл, мошини электрикӣ асосан аст) занҷири саноат босуръат ба роҳ монда шуд ва истеҳсоли батареяҳои динамикии литий-ион ба давраи авҷи бесобиқа ворид шуд.

Бояд гуфт, ки мошинхои тичоратй 102.500 дона истехсол кардаанд, ки аз он 6—8 метри автомобили Чжунба 80 фоизи мошинхои тичоратиро ишгол кардааст. Охирин аз падидаи "таркишҳои талабот" дар пардохти интиқоли марказӣ ва субсидияҳои молиявии маҳаллӣ вобаста аст. Гарчанде ки шумораи мутлақи мошинҳои тиҷоратӣ аз мошини сабукрав камтар аст, шумораи батареяҳои истифодашуда рехта мешавад: мошинҳои тиҷоратӣ 70% батареяи литий-иониро истифода мебаранд.

Роҳи техникии коркарди батарея пухта нест ва батареяи литий-ионии барқ ​​​​иҷозат дода намешавад. Бо вуҷуди ин, пас аз 5 ё 6 сол, иқтидори нигоҳдории энергияи батареяи литий-иондор тақрибан 80% коҳиш меёбад, ки ба ҳаёт ва таҷрибаи корбар таъсир мерасонад, вақти иваз кардани он расидааст. Мӯҳлати пурраи батареяи литий-ионӣ метавонад зиёда аз 20 сол бошад, ки аз мӯҳлати шаҳр зиёдтар аст.

Ҳаёти умри он одатан мувофиқи шумораи заряд ва разряд ҳисоб карда мешавад ва мусбат ва манфии батарея хеле фарқ мекунад ва дар заряд ва разряд фарқияти калон вуҷуд дорад. Батареяи пурқуввати литий-ион батареяҳои сурб-кислота, батареяҳои никел-гидроген, батареяҳои литий-ион ва батареяҳои литийии сӯзишворӣ (охирин тақрибан технологияи беназири Toyota мебошад) таҷриба кардааст. Батареяи сурб-кислота арзиши паст, кори боэътимод, технологияи барқароршудаи табобат дорад, аммо аз омилҳо ба монанди энергия ва давра, аҳамияти батареяи сурб-кислотаҳо барои мошинҳои кӯтоҳмуддати камсуръат ё мошинҳои сабуки омехтаи электрикӣ таъсир мерасонад.

Ҳатто агар шумо камтар истифода баред (на бештар аз 30 километр дар як рӯз), мӯҳлати хизмати батареяи сурб танҳо тақрибан 2 сол аст. Гузашта аз ин, он дар раванди истеҳсол ва барқарорсозӣ ба муҳити зист ифлосшавии ҷиддиро ба вуҷуд меорад ва батареяҳои сурб-кислота аз силсилаи асосии батареяи литий-ион хориҷ карда шудаанд. Батареяҳои никелӣ-гидрогенӣ аз ҷониби Toyota, Ford ва General ба таври ҷиддӣ пешбарӣ карда мешаванд.

Мошини тозаи барқии Форд RMger ва мошини гибридии Toyota Priith ҳама як батареяи гидродинамикии литий-ионии никелро истифода мебаранд, аммо батарея кам аст ва нигоҳдории гидроген душвор аст, одатан ба мошинҳои гибридӣ ҳамчун нерӯи ёрирасон истифода мешавад ва истифодаи мошини электрикии пок истифода мешавад. Аз соли 2006 инҷониб, хати воқеан калон зичии баландтарини энергияи батареяҳои литий-ионии литий-ион мебошад. Батареяи ион фосфати оҳани литий, ба монанди BYD, бо шиддат.

Бояд гуфт, ки BYD воситахои техникиро барои баркарор намудани аккумулятор таъмин намекунад. Дар мавриди батареяи литийии сӯзишвории сӯзишворӣ, Toyota аллакай воситаҳои коркарди дубора дорад, аммо дар кишвари ман дар муддати кӯтоҳ тиҷоратсозӣ вуҷуд надорад. Аз ин рӯ, масъалаҳои муҳиме, ки мо рӯ ба рӯ мешавем, то ҳол коркарди дубораи батареяҳои литий-ионии литий-ион мебошанд.

Ҳатто агар танҳо батареяи литий-ион ба назар гирифта шавад, навъҳои зиёди ҳуҷайраҳо низ мавҷуданд, ки боиси коркарди такрории хатсайрҳои техникии хеле мураккаб мегардад. Батарея бояд пеш аз ҳама коркард карда шавад, аз он ҷумла холӣ, ҷудокунӣ, покасозӣ, ҷудокунӣ. Корпуси пластикӣ ва металлиро пас аз канда шудан барқарор кардан мумкин аст, аммо арзиши он баланд аст: азбаски шиддати боқимонда ҳанӯз то садҳо вольт (ба истиснои батареяҳои 18650) баланд аст, хатар вуҷуд дорад; манзил батарея аст, ки ба хотири бехатар, бастаи аст, дар шакли ғайридавлатӣ хориҷ.

Пойҳои хеле кушода. Дар робита ба пайванди пеш аз табобат, он бешубҳа фурӯши салоҳиятдор аст. Ҳатто агар батареяи литий ион бошад, маводи мусбӣ низ панҷ гул аст, маҷрои асосӣ кобальтати литий, кислотаи мангани литий, никел-кобальт-оксанати литий, фосфати оҳани литий ва ғайра мебошад.

Бо истифода аз маҳлули кислотаи асосӣ, пас оксиди металлӣ бо усулҳои гуногуни кимиёвӣ истихроҷ карда мешавад. Аммо таркибҳои ин оксидҳо гуногунанд ва омехта мушкилтар аст. Пешакй, аз руи материали электроди мусбат, арзиши он кам нест.

Коркарди металли мусбат, ки аллакай яке аз хатҳои барқарорсозии батарея фоидаовартар аст. Аммо барнома хеле мураккаб аст ва ширкат кор хоҳад кард, агар нархи металл дар соли 2011 баланд нашавад. Холо коло ва металлхои ранга, маснуоти нодири замин дар водихои паст карор доранд, бо истифода аз ин усулхо барои баркарор намудани металл басо дилгир нест ва мушкилихо бештар мушкилтар аст.

Мувофиқи сатҳи техникии мавҷуда, моеъи ягонаи партов коркард карда мешавад, барои хӯрдани даромади металлии такрорӣ кифоя аст. Маводи манфӣ графит аст (батареяи кремний танҳо як миқёси лабораторӣ аст), ки хеле арзон аст, танҳо барои партофтани коркарди дафншуда. Хушбахтона, худи графит муњити атрофро ифлос намекунад, фаќат фазоро ишѓол мекунад.

Дар шароити хозираи техникй ягон корхона ташаббус нишон намедихад. Он гоҳ танҳо роҳи мубориза бо ин роҳ вуҷуд дорад. Дар мавриди графен, иқтидори олӣ ва дигар усулҳои батарея хеле умедбахш, бартарии бузургтарини он дар он аст, ки зарурати барқароршавӣ вуҷуд надорад (манбаъе, ки барои барқарор кардан лозим нест), партофтан ифлос намекунад.

Аммо мушкилии техникии он метавонад то ҳол моро маҷбур кунад, ки усулҳои техникии мавҷударо истифода барем. Сиёсат на ҳама энергия аз соли 2014 аст ва истеҳсоли батареяҳои динамикии литий-ион ба дараҷае мерасад, ки дар кӯтоҳмуддат аст. Ин бешубҳа аз истифодаи дуҷонибаи сиёсатҳо ва бозорҳо бармеояд.

Саноати коркарди такрорӣ ҳоло ҳам дар сатҳи бесарусомонии пароканда қарор дорад. Дарвоқеъ, ҳатто агар мақомоти саноат (Вазорати рушд, Вазорати рушд, Вазорати саноат ва технологияҳои иттилоотӣ) норавшан бошанд, ширкати асосии якмиқёси дубора коркарди батареяи литий-ион кадом аст, иқтидори такрорӣ чӣ гуна аст?. Сабаби ин вазъият, табиист, ки дар воситаҳои техникии мавҷуда имкони ба вуҷуд овардани фоидаи такрорӣ вуҷуд надорад.

Ба ибораи дигар, арзиши нави ба вуҷуд омада наметавонад арзиши хароҷоти коркарди дубораро ҷуброн кунад. Тиҷорати куштор анҷом дода мешавад ва фурӯши тиҷорат бесарнишин аст. Дар охири соли 2020, батареяи пурқуввати литий-ион дар мошини нави энергетикӣ дар фурӯшҳои аввалини фурӯш иваз кардани он аст.

Бо дарназардошти вазъи кунунии фурӯши мошини нави энергетикӣ, батареяи партови коркардшуда аз интизории кунунии Вазорати саноат ва технологияҳои иттилоотӣ, ки дар назар аст, 12-170 ҳазор тонна бошад, аз 200 ҳазор тонна зиёд хоҳад буд. Барои воситаҳои самараноки коркарди партовҳо танҳо захираҳои мавқеи нодуруст мебошанд. Аммо ширкати истеҳсоли мошинҳои барқии ду даст ва ширкати истеҳсоли батареяи динамикии литий-ион, ин партовҳо бештар ба бомба дар сари вақт метарсанд.

Агар дар давоми 4 сол саноати коркарди «харитаи мусоид» набошад, аккумулятори партов ба мисли сел зери об мемонад. Чаро ин ширкатҳо аввал шитоб мекунанд? Чанде пеш Вазорати саноат ва технологияҳои иттилоотӣ ва коркард ва истифодаи аккумуляторҳои электромобилӣ (минбаъд – «Сиёсат») аввал мавзӯи масъулро равшан кард, мантиқи ифлосшавии идоракунӣ як аст: Кӣ ҷавобгар аст, кӣ ҷавобгар аст, кӣ киро ифлос мекунад? Идоракунӣ. Қоидаи бозӣ нишон медиҳад, ки ҳадди аққал дар ин марҳила, аз сатҳи ҳукумат, дигар тиҷорати графикӣ вуҷуд надошт, балки бояд мушкилоти масъулиятро мушаххас кунад.

"Сиёсат" қоидаҳоро оид ба ҷамъоварӣ, гурӯҳбандӣ, нигоҳдорӣ, интиқол, истифодаи марҳилавӣ, барқарорсозӣ, назорат ва идоракунии партовҳои динамикии литий-ион батареяҳо таъмин мекунад. Чунин ба назар мерасад, ки мукаммал аст, ки танҳо як чиз: мавзӯъи масъулиятнок ва роҳи ҳаётан муҳим, яъне системаи пайгирӣ таъсис дода шудааст. Истеҳсолкунандагони мошинҳои барқӣ ва батареяҳо ҳамон батареяҳои партовро бо ҳамон манбаи об мебинанд.

Чунин аст, ки онҳо имрӯз фурӯхта шудаанд - албатта, як хел нест, яъне он гоҳ хӯришҳои гарм мешаванд. Аммо бозорро бо фармони маъмурй ва механизмхои чазо барпо кардан мумкин нест. Камбуди дар "сиёсат" барои ширкат муҳим аст: чӣ гуна ба даст овардан.

Таҷрибаи дахлдори корхонаҳои Ҷопон то имрӯз мавҷуд аст, дар Ҷопон қоидаҳои махсус барои батареяи литий-ионӣ вуҷуд надорад. Аммо, қоидаҳои ҳифзи муҳити зисти Ҷопон («Истифодаи самараноки захираҳо». Худи қонун мушкилоти техникиро ҳал карда наметавонад.

Корхонаи Ҷопон дар минтақаи нави нақлиёти энергетикӣ оғоз ёфт, назар ба мо дар аввали 10 сол, Prius Toyota дар соли 1997 таваллуд шудааст. Ба гуфтаи япониҳо, ба барқарорсозии партовҳо аҳамияти ниҳоят калон дода мешавад (ставкаи коркарди партовҳои миллӣ 100%) ва Ҷопон бояд дар тӯли 5 сол ҳангоми тавлиди мошини нави энергетикӣ занҷири динамикии саноати коркарди батареяи литий-ионро таъсис диҳад, аммо дар асл не. Ҳатто агар Toyota вуҷуд дошта бошад, батареяи никел-гидрогенро барқарор кунед (батареяи литий-ионии барқ ​​барои омехта кардани мошинҳо), ки дар дилеммаи бефоида якхела аст.

Ин то соли 2011, сабаби дар соли 2011 захирашудаи батареяи никел-гидроген аст. Ҳамкорӣ дар металлҳои маҳаллӣ, Toyota ва Summit бо технологияи истихроҷи баландсифати сатҳи ҷаҳонӣ, Toyota истифодаи сершумори никелро дар батареяи динамикии литий-ионии автомобили автомобилӣ амалӣ мекунад, ки метавонад 50% никелро дар бастаи батарея барқарор кунад; Ҳамзамон, Toyota Chemical Engineering ва Mine Metal Smitom бо хати махсуси истеҳсолӣ муҷаҳҳаз шудааст, ки метавонад дар ҳаҷми 10 000 батареяи гибридии автомобил истифода шавад. Дар соли 2012, Honda бо ширкатҳои саноати кимиёвии Ҷопон ҳамкорӣ кард.

Аммо, лоиҳаҳои коркарди Honda метавонанд беш аз 80% металлҳои нодирро барои истеҳсоли батареяҳои нави NiMH барқарор кунанд. Чанд сол пеш никеле, ки дар аккумулятори гибридии автомобил барқарор карда шудааст, танҳо барои истеҳсоли пӯлоди зангногир истифода мешавад. Бо рушди технологияи истихроҷ ва ҷудокунии никел дақиқи баланд, ҳоло никел барқароршударо барои истеҳсоли батареяҳои нав истифода бурдан мумкин аст.

Toyota технологияи коркарди никелро ба корхонаҳои хориҷа пешбарӣ кард. Батареяи такрорӣ масъул аст. Бо вуҷуди ин, ширкатҳои Ҷопон инчунин ба коркарди металл (аз ҷумла унсурҳои хеле пурарзиши замини нодир барои Ҷопон) ҳамчун қувваи пешбарандаи саноати коркард такя мекунанд.

Дар Аврупо Toyota муносибати фаъолтареро нишон медиҳад, ки ин ба қоидаҳои серталаби экологии Аврупо алоқаманд аст. Соли гузашта Toyota эълон кард, ки 100% батареяи омехтаи мошин бо 91% барқароршавӣ ба даст оварда шудааст. Toyota инчунин SNAM (Фаронса), шарикии UMICORE Group (Белгия) -ро тамдид кард ва охирин аз охирин барқарор карда шуд.

Ва Toyota (аз ҷумла Лексус) дар Аврупо 850 000 мошини омехта фурӯхтааст, ки дар Аврупо фурӯхта шудааст. Ҳамзамон, бо мақсади дароз кардани мӯҳлати батареяи литий-ион, маҳдудияти истеҳсоли авҷи коркард пешгирӣ карда мешавад. Toyota инчунин нардбони батареяи динамикии литий-ионро пешбарӣ мекунад.

Соли гузашта Toyota батареяи партовҳои мошинҳои омехтаи барқии Camry-ро барои Бонки миллии Ҳуангши истифода хоҳад бурд. Ниссан инчунин бо Sumitomo барои таҳияи системаҳои батарея бо истифода аз шунавоии мошинҳои барқӣ, ҳамчун системаи дуюмдараҷаи нигоҳдории энергия барои нерӯи офтоб, барои таъмини мустақили нерӯи барқ ​​дар шаб ва рӯшноӣ ҳамкорӣ мекунад. Ширкати Sumitomo ва корхонаи муштараки Nissan ширкати 4Renergy-ро таъсис доданд, ки бо истифодаи дубораи тиҷоратии батареяҳои партовҳои литий-ионии автомобили EV, ширкати он панҷ сол таъсис ёфтааст, ба як ширкати бомуваффақияти коркарди батареяи литий-ион табдил ёфт.

Таҷрибаи дахлдори таъсиси занҷири саноати такрорӣ дар ҷаҳон нишон дод, ки ҳатто агар сиёсат эълон карда шавад, гарчанде ки тамоми ҷомеа огоҳ аст, ки саноати коркарди батарея наздик аст, дар соли 2020, мо онро бомуваффақият иҷро мекунем, инчунин як ҳодисаи эҳтимолии хурд аст. Магар ин ки мо ширкатҳои Ҷопонро муаррифӣ карда натавонем (ба шарте, ки тарафи дигар барои мубодила омода бошад). .